JP6068375B2 - 分光放射輝度計 - Google Patents

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Description

本発明は、分光放射輝度計に関し、さらに詳細には、測定の対象となる物体を含む領域を測定し、当該領域の色情報を取得する分光放射輝度計に関する。
従来の色分析表示には、分光放射輝度計で得られた分光情報に、実験的に得られた人間の視感度を乗じたＲＧＢをベースとした色座標表記（ＣＩＥＸＹＺなど）が広く用いられているが、それらの色座標表記は、心理状態や個体差の影響を統計学的に処理したデータに基づいており、個別多様性に対応できていない。
具体的には、あらゆる色空間の基になっている等色関数は、心理実験結果の統計処理に基づく、標準観察者と呼ばれる仮想的な観察者の特性であるが、実際には、加齢による水晶体の黄化などによる個人差や網膜上の黄斑色素の影響による個人内の変動がある。このような等色関数の変動が無視できない場合、２種類の刺激が提示されたとき、標準観察者には同じ色に知覚されても、別の人には異なる色に見える現象（観察者メタメリズム）が発生する。
ここで、こうした観察者メタメリズムを発生させないために、例えば、分光画像情報を用いる技術が知られている。
こうした技術は、例えば、非特許文献１に開示されており、分光画像情報および対応した多原色ディスプレイを用いて実物からの反射光の分光分布を再現（分光的色再現）することにより、全ての観察者が、実物とディスプレイ上の画像とが同じ色として認識できるようにしたものである。
そして、このような分光画像情報を利用した技術は、遠隔医療、美術品アーカイブ、服飾・インテリア・印刷物などの色合わせなど、異なるメディア間で高精度な色あわせを要する分野への応用が期待される。
また、従来の色分析表示においては、産業や国によって異なる色分析表示方法が使用されているため、相互比較が難しく、各色分析表示方法間の互換性に乏しいため、扱いにくいという問題点が指摘されていた。
また、従来の技術による分光放射輝度計は、１点もしくは一定空間領域（例えば、画角１０°以下）の平均値のみの計測しか行うことができないため、例えば、測定の対象となる物体（以下、「対象物」と称する。）の表面の２次元空間の分光情報を取得しようとする場合には、分光放射輝度計あるいは対象物を走査して、対象物表面の膨大なポイントを測定しなければならず、対象物表面の色情報を取得する作業に多大な時間を要することとなり、実質不可能であることが問題点として指摘されていた。
さらに、一定空間領域の分光情報を取得する場合には、撮影した画角内の分光情報は平均化されてしまうため、こうした分光情報を取得して作成した対象物表面の分光情報においては、空間細部（１画素）ごとの色情報の差異をとらえることができず、対象物表面の正確な評価をすることができないという問題点が指摘されていた。
Ｍ． Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， Ｈ． Ｈｉｄｅａｋｉ， Ｈ． Ｆｕｋｕｄａ， Ｊ． Ｋｏｓｈｉｍｏｔｏ， Ｈ． Ｋａｎａｚａｗａ， Ｍ． Ｔｓｕｃｈｉｄａ， Ｒ． Ｉｗａｍａ， ａｎｄ Ｎ． Ｏｈｙａｍａ， "Ｈｉｇｈ−ｆｉｄｅｌｉｔｙ ｖｉｄｅｏ ａｎｄ ｓｔｉｌｌ−ｉｍａｇｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ： Ｎａｔｕｒａｌ Ｖｉｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，" Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ ６０６２， １２９−１４０ （２００６）．
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、情報の損失なく任意の表色系による色表示と相互変換を行うことができる分光放射輝度計を提供しようとするものである。
また、本発明の目的とするところは、従来の技術による分光放射輝度計による測定可能な領域よりも広範囲の２次元の空間における１画素ごと分光情報を容易に、かつ、短時間で取得することが可能な分光放射輝度計を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、対物レンズより後段の構成を移動することにより、撮影位置を移動しながら、対象物を含む所定の測定領域全体を撮影して、２次元撮像検出器（エリアセンサ）によって１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを取得するようにした。
なお、この１次元の波長情報は、人間の視覚可能な可視光線を含む、紫外から赤外領域（例えば、２００ｎｍ〜１３μｍ）の波長域を、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの波長分解能で、数十〜数百バンドに分光する高波長分解分光情報（ハイパースペクトルデータ）とした。
そして、取得した各撮影位置の２次元分光データを統合して２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成し、作成した３次元分光データから各波長ごとの分光画像（ハイパースペクトル画像）を作成するようにした。
その後、作成した分光画像における各画素ごとの分光放射輝度と、分光輝度と、分光反射率または分光透過率とを算出し、さらに、各画素における分光放射輝度値を所定の表色系の刺激値に変換して２次元空間画像の各画素に当該表色系の刺激値を保持する画像（以下、「色空間画像」と称する。）を取得するとともに、所定の表色系に変換された色空間画像を、色演算処理して得られる色解析画像を所定の表示方法で表示部に表示するようにした。
これにより、本発明においては、対象物を含む所定の測定領域全体のイメージングやイメージングにより取得した分光画像の各画素ごとの分光放射輝度などの取得を短時間で実行することができるようになる。
具体的には、広い２次元空間における１画素ごとの分光放射輝度は、例えば、ＶＧＡサイズであれば数秒で取得することができようになる。
さらに、本発明においては、分光放射輝度を共通の色空間とすることで、色情報を損失することがなく、既存の種々の表色系による色表示および相互変換を行うことができ、また、照明光やディスプレイ環境、視覚特性の観察者間の個体差や個人内変動によらず正確な色再現・情報伝達を行うことができる。
これにより、本発明によれば、統一的、かつ、客観的な色分析表示を行うことができるようになる。
即ち、本発明は、撮影により、対物レンズを介して入射した対象物からの光束が、分散光学素子により所定の方向と直交する方向に分散されて入射し、該入射した光束に基づく信号を取得する２次元撮像検出器と、上記対物レンズより後段に設けられた構成を一体的に上記所定の方向に移動することにより、上記２次元撮像検出器により撮影される撮影位置を上記所定の方向に移動する移動手段と、上記２次元撮像検出器の撮影のタイミングを制御する第１の制御手段と、上記移動手段の移動を制御する第２の制御手段と、上記信号に基づいて、撮影位置における１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成するとともに、各撮影位置における２次元分光データから２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成する分光データ作成手段と、上記３次元分光データから波長ごとの分光画像を作成する第１の画像作成手段と、上記分光画像の各画素における分光放射輝度を取得する取得手段と、上記分光画像を色空間変換処理して、所定の表色系による色空間画像を作成するとともに、上記色空間画像を色演算処理して、色解析画像を作成し、当該色解析画像を所定の表示方法による表示に変換する第２の画像作成手段とを有するようにしたものである。
また、本発明は、上記した発明において、上記２次元撮像検出器は、上記対物レンズおよび上記分散光学素子を含む光学素子とともに着脱可能な構成であり、上記２次元撮像検出器および上記光学素子を交換することにより、撮影可能な波長域、波長分解能および空間画素数を変更することができるようにしたものである。
また、本発明は、上記した発明において、上記移動手段は、精密直動ステージであるようにしたものである。
また、本発明は、撮影により、対物レンズを介して入射した対象物からの光束が、分散光学素子により所定の方向と直交する方向に分散されて入射し、該入射した光束に基づく信号を取得する２次元撮像検出器と、上記２次元撮像検出器の撮影のタイミングを制御する制御手段と、上記信号に基づいて、撮影位置における１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成するとともに、各撮影位置における２次元分光データから２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成する分光データ作成手段と、上記３次元分光データから波長ごとの分光画像を作成する第１の画像作成手段と、上記分光画像の各画素における分光放射輝度を取得する取得手段と、上記分光画像を色空間変換処理して、所定の表色系による色空間画像を作成するとともに、上記色空間画像を色演算処理して、色解析画像を作成し、当該色解析画像を所定の表示方法による表示に変換する第２の画像作成手段とを有し、上記対象物との位置関係を前記所定の方向において移動することにより、撮影位置を前記所定の方向に変更しながら上記対象物の撮影を行うようにしたものである。
本発明は、以上説明したように構成されているので、情報の損失なく任意の表色系による色表示と相互変換を行うことができるという優れた効果を奏する。
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、広範囲の２次元の空間における１画素ごとの分光情報を容易に、かつ、短時間で取得することができるという優れた効果を奏する。
図１（ａ）は、本発明による分光放射輝度計の概略構成説明図であり、また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ矢視図である。 図２は、制御部のブロック構成説明図である。 図３は、分光放射輝度計における撮影処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 図４は、分光放射輝度計における測定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 図５は、校正処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 図６（ａ）は、本発明による分光放射輝度計により撮影した葉束のＲＧＢ画像であり、また、図６（ｂ）は、本発明による分光放射輝度計で作成した所定の波長（バンド）における分光画像であり、また、図６（ｃ）は、分光反射率を示すグラフであり、また、図６（ｄ）は、図６（ｂ）に示す分光画像をＸＹＺ表色系の刺激値へ変換表示（Ｘ値）した画像であり、また、図６（ｅ）は、図６（ｂ）に示す分光画像をｘｙ色度座標へ変換表示（ｘ値）した画像である。 図７は、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図である。 図８は、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図である。 図９は、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図である。 図１０（ａ）は、初期状態で配置された一対の色消しプリズムの説明図であり、また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ矢視図であり、また、図１０（ｃ）は、平行平面板として機能する状態の一対の色消しプリズムの説明図であり、また、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のＣ矢視図である。 図１１（ａ）（ｂ）は、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による分光放射輝度計の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
図１には、（ａ）には、本発明による分光放射輝度計の概略構成説明図が示されており、また、図１（ｂ）には、図１（ａ）のＡ矢視図が示されており、また、図２には、制御部のブロック構成説明図が示されている。
この図１に示す分光放射輝度計１０は、対象物２００を含む所定の測定領域からの光束を入射する対物レンズ１２と、ＸＹＺ直交座標系におけるＹ軸方向に移動する精密直動ステージ１４と、対物レンズ１２の像面においてＺ軸方向に延設されたスリット開口部１６ａが位置するように配設されたスリット板１６と、スリット開口部１６ａを通過した光束を平行光とするコリメートレンズ１８と、コリメートレンズ１８からの平行光を、Ｙ軸方向に分散する分散光学素子２０と、分散光学素子２０から出射された光束を結像する結像レンズ２２と、結像レンズ２２の像面上に検出部２４ａが位置するように配設された２次元撮像検出部２４と、精密直動ステージ１４および２次元撮像検出部２４を制御するとともに、２次元撮像検出部２４から出力された情報の処理を行う制御部２６とを有して構成されている。
より詳細には、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出部２４は、精密直動ステージ１４に固定的に配設され、精密直動ステージ１４のＹ軸方向への移動にともなって、一体的にＹ軸方向へ移動することとなる。
なお、こうした精密直動ステージ１４は、従来より公知の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略することとする。
スリット板１６は、対物レンズ１２からの光束が、Ｚ軸方向に延設されたスリット開口部１６ａを通過するように配設される。
また、分散光学素子２０は、例えば、回折格子、プリズムあるいはグリズムを用いることができる。なお、グリズムとは、透過型回折格子とプリズムとを組み合わせた直視回折格子である。
そして、回折格子、プリズムあるいはグリズムは、スリット開口部１６ａの延長方向であるＺ軸方向に対して垂直なＸ軸方向に、入射した光束を分散するように配設される。
なお、対物レンズ１２、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０および結像レンズ２２は、適宜交換することが可能な構成となっている。
２次元撮像検出器２４は、Ｚ軸およびＹ軸と平行（つまり、一次像面と平行、ＹＺ平面と平行である。）に検出部２４ａが配置されるエリアセンサである。
なお、こうした２次元撮像検出器２４は、交換可能な構成となっており、本発明による分光放射輝度計１０に用いられる２次元撮像検出器２４としては、空間画素数が１画素〜２９００万画素、取得可能な波長域が２００ｎｍ〜１３μｍ、波長分解能が０．１ｎｍ〜１００ｎｍとする。
このため、分光放射輝度計１０においては、取得される分光画像における波長域、波長分解能および空間画素数を変更することができる。
即ち、分光放射輝度計１０においては、波長域、波長分解能、空間画素数などが異なる２次元撮像検出器２４に交換するとともに、対物レンズ１２、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０および結像レンズ２２を適宜交換することにより、撮影可能な波長域、波長分解能および空間画素数などを変更することができる。
また、制御部２６は、精密直動ステージ１４および２次元撮像素子２４に接続されており、例えば、マイクロコンピューターや汎用のパーソナルコンピューターにより構成される。
そして、制御部２６は、２次元撮像検出器２４において電気信号を取得するタイミング（つまり、撮影するタイミングである。）を制御する撮影制御部３０と、精密直動ステージ１４のＹ軸方向における移動方向、移動量および移動のタイミングを制御する移動制御部３２と、２次元撮像検出器２４からの電気信号に基づいて分光データを作成する分光データ作成部３４と、分光データ作成部３４で作成された分光データに基づいて、分光画像を作成するとともに、作成された分光画像を所定の表色系に変換し、その後、色演算処理を行って色解析画像を取得し、この色解析画像を所定の表示方法により処理した画像を表示部（図示せず。）に出力する画像作成部３６とを有して構成されている。
より詳細には、撮影制御部３０は、移動制御部３２から精密直動ステージ１４が移動との情報が出力されると、２次元撮像検出器２４における撮影（つまり、２次元撮像検出器において電気信号を取得することである。）を行い、撮影を行ったとの情報を移動制御部３２に出力する。
また、撮影制御部３０は、対象物２００を含む所定の測定領域における撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４を移動したか否かを判断し、移動制御部３２から撮影終了位置まで移動したとの情報が出力されると、撮影を行った後に撮影処理を終了する。
移動制御部３２は、精密直動ステージ１４を対象物２００のＹ軸方向における一方の端部２００ｃから他方の端部２００ｄが含まれる所定の撮像領域内をＹ軸方向に、スリット開口部１６ａのスリット幅に応じた所定の間隔で順次移動させる。これにより、所定の測定領域における撮影位置をＹ軸方向に移動されることとなる。
より詳細には、移動制御部３２は、作業者により撮影開始が指示されると、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影開始位置となるよう精密直動ステージ１４を移動し、精密直動ステージ１４を移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２は、撮影制御部３０から撮影を行ったとの情報が出力されると、精密直動ステージ１４を、スリット開口部１６ａのスリット幅に応じた所定の間隔で移動させ、精密直動ステージ１４を移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
また、移動制御部３２は、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４を移動すると、撮影終了位置まで移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
また、分光データ作成部３４は、２次元撮像検出器２４から出力された電気信号に基づいて、１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成し、作成した２次元分光データは、制御部２６に設けられた記憶部５２に出力されて記憶される。
なお、２次元撮像検出器２４から出力された電気信号に基づいて作成された１次元の波長情報は、２００ｎｍ〜１３μｍの範囲のうちの所定の範囲の波長域を、波長分解能０．１ｎｍ〜１００ｎｍの所定の波長分解能で、数百バンドに分光された高波長分解分光情報である。
また、分光データ作成部３４は、全ての撮影位置の撮影が終了すると、記憶部５２に記憶された２次元分光データを用いて、２次元の空間情報と１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する３次元分光データ（ハイパースペクトル画像）を作成し、作成した３次元分光データは記憶部５２に出力されて記憶される。
画像作成部３６は、分光データ作成部３４において作成した３次元分光データに基づいて、各波長ごとの分光画像を作成する分光画像作成部３８と、分光画像作成部３８において作成された分光画像を所定の表色系に変換し、色演算処理を行って色解析画像を作成するとともに、作成した色解析画像を所定の表示方法により表示するための処理を行う色解析画像作成部４０とにより構成されている。
より詳細には、分光画像作成部３８は、２００ｎｍ〜１３μｍの所定の波長範囲の波長域、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の所定の波長分解能で、数百バンドに分光された３次元分光データに基づいて、各バンド（各波長）ごとの分光画像を取得する。
また、この色解析画像作成部４０は、分光画像作成部３８で作成された分光画像に対して、暗時ノイズ補正処理、画像間感度偏差補正処理、輝度校正処理および光源補正処理を行う校正処理部４２と、輝度校正処理の際に算出された分光放射輝度（Ｗ／ｓｒ・ｍ２・ｎｍ）から分光輝度（ｃｄ／ｍ２・ｎｍ）を算出するとともに、後述する感度補正係数、輝度校正係数および分光反射率などを算出する算出部４４と、各画素の分光放射輝度が算出された各波長ごとの分光画像を所定の表色系に変換し、色演算処理を行って色解析画像を作成するとともに、作成した色解析画像を所定の表示方法により表示するための処理を行う色解析画像取得部５０とを有して構成されている。
この校正処理部４２は、２次元撮像検出器２４において、暗電流に起因するノイズを除去する暗時ノイズ補正（ダーク補正）処理を行う。また、２次元撮像検出器２４の画素ごとの感度偏差を補正するために、暗時ノイズ補正処理がなされた分光画像に対して感度補正係数を用いて画素間感度偏差補正処理を行う。さらに、画素間感度偏差補正処理がなされた分光画像に対して、輝度校正係数を用いて輝度校正処理を行う。さらにまた、暗時ノイズ補正処理された分光画像内の、空間内の光源光の照明ムラを補正するとともに対象物２００の分光反射率もしくは分光透過率を取得する光源補正処理を行う。
ここで、暗時ノイズ補正処理時に用いて暗時ノイズ補正データは、対象物２００の測定を行う前に、光遮断状態で、２次元撮像検出器２４による撮影を行って取得された３次元分光データに基づいて作成された各波長ごとの分光画像データである。なお、このときの撮影の処理手順は、後述する撮影処理と同様である。
また、感度補正係数は、対象物２００の測定を行う前に、積分球などにより放射輝度の空間分布が均一化された光源光（以下、「均一標準光源」と称する。）を撮影して取得された３次元分光データである。なお、このとき撮影の処理手順は、後述する撮影処理と同様である。
即ち、感度補正係数は、２次元撮像検出器２４により均一標準光源を撮影して得られた３次元分光データに基づく各波長ごとの分光画像において、指定画素（単一画素でも複数画素の平均でも可）の出力値を基準として、基準値を各画素の出力値で除算して、各画素ごとの補正係数を算出し、各波長ごとの分光画像の各画素に補正係数を持つ３次元分光データとして作成される。なお、こうした感度補正係数の算出は、算出部４４においてなされ、記憶部５２に出力されて記憶される。
さらに、輝度校正係数は、対象物２００の測定を行う前に、分光放射輝度の値づけられている光源光（以下、「分光放射輝度標準光源」と称する。）を撮影して取得した３次元データに基づいて作成された１次元データである。なお、このときの撮影手順は、後述する撮影処理と同様である。
即ち、輝度校正係数は各波長に対応する１次元データであり、分光放射輝度標準光源の波長ごとに値づけられた分光放射輝度値を、分光放射輝度標準光源を撮影して得られた各波長ごとの分光画像における指定画素（単一画素でも複数画素の平均でも可）の出力値で除算して、各波長ごとの変換係数を持った輝度校正係数を作成する。なお、こうした輝度校正係数の算出は、算出部４４においてなされ、記憶部５２に出力されて記憶される。
また、光源データは、対象物２００の観察を行う前に、光源光を標準白色板などの反射基準に照射して得られる反射光を撮影して取得された３次元分光データとして作成される。なお、このとき撮影の処理手順は、後述する撮影処理と同様である。また、この光源光は、分光放射輝度計を用いた測定に用いられる分光放射輝度計とは別体に設けられた光源からの光である。
さらに、各波長（λｎｍ）ごとの分光画像における各画素の分光反射率もしくは分光透過率Ｒ（λ）は、次式で表される。
Ｒ（λ）＝Ｃ（λ）／Ｅ（λ）
Ｒ（λ）：分光画像の各画素ごとの分光反射率もしくは分光透過率
Ｃ（λ）：対象物２００の測定により取得した各波長ごとの分光画像の各画素の出力値
Ｅ（λ）：光源データの各波長ごとの分光画像のＣ（λ）に対応する画素の出力値
なお、こうした光源データおよび分光反射率もしくは分光透過率の算出は、算出部４４においてなされ、記憶部５２に出力されて記憶される。
算出部４４は、校正処理部４２において処理された各波長ごとの分光画像における分光放射輝度Ｌｅ（λ）（Ｗ／ｓｒ・ｍ２・ｎｍ）から分光輝度Ｌ（λ）（ｃｄ／ｍ２・ｎｍ）を算出する。
具体的には、次式により算出される。
Ｌ（λ）＝Ｋｍ×Ｌｅ（λ）×Ｖ（λ）
Ｌ（λ） ：分光画像の各画素ごとの分光輝度（ｃｄ／ｍ２・ｎｍ）
Ｌｅ（λ）：分光画像の各画素ごとの分光放射輝度（Ｗ／ｓｒ・ｍ２・ｎｍ）
Ｖ（λ） ：ＣＩＥ標準分光視感効率
Ｋｍ ：最大視感効果度（６８３ｌｍ・Ｗ−１）
なお、こうした分光放射輝度から分光輝度を算出する手法については、従来より公知の技術（例えば、日本色彩学会（編）、”新編色彩科学ハンドブック（第３版）”、東京大学出版会、ｐｐ．５１−５３、２０１１．）を用いるため、その詳細な説明は省略することとする。
色解析画像取得部５０は、校正処理部４２において処理された対象物２００の測定により取得した各波長ごとの分光画像の各画素における、分光放射輝度、分光輝度および分光反射率などを用いて設定された規格の表色系へ変換するための色空間変換処理を行う。
具体的には、予め記憶部５２に記憶された各表色系に対応する等色関数を用いて、各画素の分光放射輝度が算出された各波長ごとの分光画像に対して、表色演算を行い、各画素ごとに所定の規格の表色系における刺激値を持つ色空間画像を取得する。なお、この色空間変換処理においては、その過程で分光輝度を用いることもあるが、基本的には分光放射輝度を用いて処理がなされる。
即ち、この色空間変換処理においては、表色系に応じて等色関数や定数を変えることで任意の色空間へ変換することができるものであり、例えば、ＸＹＺ表色系への変換は、次式の通りである。
なお、Ｘ、Ｙ、Ｚは、三刺激値であり、また、
は、等色関数であり、また、Δλは波長間隔である。
また、物体色の場合は、以下の式で算出する。
なお、Ｘ、Ｙ、Ｚは三刺激値であり、また、
は、等色関数であり、また、Δλは、波長関数であり、また、ｋは、対応する測光単位に合わせるための係数であり、また、Ｓ（λ）は、光源光の相対分光放射輝度である。
さらに、色解析画像取得部５０は、取得した色空間画像に対して、予め記憶部に記憶されている変換関数を用いて色演算処理を施すことにより、目的に応じた色解析値（例えば、色度座標値や演色評価数など）を各画素に持つ色解析画像を取得する。
例えば、ｘｙ色度座標への変換係数は、以下の通りである。
なお、ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）は、ｘｙ色度座標であり、また、
は、等色関数である。
また、こうした手法については、従来より公知の技術（例えば、日本色彩学会（編）、”新編色彩科学ハンドブック（第３版）”、東京大学出版会、ｐｐ．８１−８６、２０１１．）を用いるため、その詳細な説明は省略することとする。
そして、色解析画像取得部５０においては、取得した色解析画像を、所定の表示方法による表示に変換する処理を行う。なお、こうした所定の表示方法については、各種の表示方法を用いることができ、例えば、色座標上の強度別に色階調を割り付けてグラデーション画像とするような表示方法などがある。
なお、表色系の規格としては、例えば、ＪＩＳ規格（日本工業規格）、ＮＤＳ規格（防衛省規格）、ＩＳＯ規格（国際標準機構）、ＣＩＥ規格（国際照明委員会）、ＡＳＴＭ規格（ＡＳＴＭインターナショナル）、ＩＥＣ規格（国際電気標準会議）、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７（米国規格協会）、ＮＴＳＣカラー規格、パントン、ＲＡＬ、ＮＣＳ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系（ＣＩＥ表色系）、ＲＧＢ表色系、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系、Ｌ＊ｃ＊ｈ＊表色系、ハンターＬａｂ表色系、マンセル表色系、オストワルト表色系、ＤＩＮ表色系、ＰＣＣＳ表色系（日本色研配色体系）、ＤＩＣカラーガイド、日本塗料工業会標準色、ＨＳＶ色空間、ＨＬＳ色空間、ＣＭＹＫ色空間、ＣＭＹ色空間、ＲＧＢＡ色空間、ＲＧＢ色空間、ｓＲＧＢ／ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間、ｓＹｃｃ色空間、ｘｖＹｃｃ色空間、ＹＣｂＣｒ色空間、建築デザイン色票、塗料色見本帳などが挙げられるが、挙げられた規格のみに限定されるものではなく、既存の種々の規格の表色系による色表示が可能である。
以上の構成において、本発明による分光放射輝度計１０により、対象物２００の色情報の測定を行う場合には、まず、２次元撮像検出器２４により対象物２００のＺ軸方向における一方の端部２００ａと他方の端部２００ｂとが撮影可能な状態で、作業者により測定開始の指示がなされる。
作業者により測定開始の指示がなされると、制御部２６において、撮影処理が開始される。
ここで、図３のフローチャートには、本発明による分光放射輝度計１０における撮影処理の詳細な処理内容が示されており、この撮影処理においては、まず、２次元撮像検出器２４による撮影位置が撮影開始位置と一致するように精密直動ステージ１４を移動する（ステップＳ３０２）。
この撮影開始位置は、予め設定されており、例えば、対象物２００を含む所定の測定領域におけるＹ軸方向の一方の端部とする。
つまり、このステップＳ３０２の処理においては、移動制御部３２において、２次元撮像検出器２４により撮影位置が撮影開始位置と一致する位置まで精密直動ステージ１４を移動するとともに、精密直動ステージ１４が移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
次に、撮影制御部３０が、２次元撮像検出器２４において撮影を行う処理を実行する（ステップＳ３０４）。
即ち、このステップＳ３０４の処理においては、撮影制御部３０において、２次元撮像検出器２４における撮影（電気信号の取得）を行うとともに、移動制御部３２に撮影を行ったとの情報を出力する。
具体的には、撮影により、例えば、対象物２００のＹ軸方向における他方の端部２００ｄからの光束が２次元撮像検出器２４に入射すると、２次元撮像検出器２４では、入射した光の光強度分布を電気信号に変換し、この電気信号を分光データ作成部３４に出力する。
その後、分光データ作成部３４において、２次元撮像検出器２４から出力された電気信号に基づいて、１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成する。なお、作成された２次元分光データは、記憶部５２に出力されて記憶される。
そして、２次元撮像検出器２４による撮影がなされると、移動制御部３２は、精密直動ステージ１４を所定の間隔で移動する（ステップＳ３０６）。
つまり、このステップＳ３０６の処理においては、移動制御部３２の処理により、精密直動ステージ１４を所定の間隔で移動するとともに、精密直動ステージ１４が移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
なお、このとき、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４を移動した場合には、移動制御部３２から撮影終了位置まで移動したとの情報を出力されることとなる。
その後、撮影制御部３０において、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４が移動したか否かを判断する（ステップＳ３０８）。
なお、この撮影終了位置は、予め設定されており、例えば、所定の撮影領域におけるＹ軸方向の他方の端部とする。
即ち、このステップＳ３０８の判断処理においては、撮影制御部３０において、移動制御部３２から撮影終了位置まで移動したとの情報が出力されたか否かの判断を行うものである。
つまり、ステップＳ３０８の判断処理においては、移動制御部３２から撮影終了位置まで移動したとの情報が出力されなかった場合には、撮影制御部３０において２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４が移動していないと判断される。一方、移動制御部３２から撮影終了位置まで移動したとの情報が出力された場合には、撮影制御部３０において２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１４が移動したと判断される。
ステップＳ３０８の判断処理において、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで撮影直動ステージ１４が移動していないと判断されると、ステップＳ３０４の処理に戻り、ステップＳ３０４の処理以降の処理を行う。
一方、ステップＳ３０８の判断処理において、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで撮影直動ステージ１４が移動したと判断されると、撮影終了位置において、２次元撮像検出器２４により撮影（電気信号の取得）を行って（ステップＳ３１０）、この撮影処理を終了する。
撮影処理が終了すると、次に、測定処理が開始される。
ここで、図４のフローチャートには、本発明による分光放射輝度計１０における測定処理の詳細な処理内容が示されており、この測定処理においては、まず、分光データ作成部３４において、各撮影位置において取得した１次元の空間情報と１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する２次元分光データを統合して、所定の測定領域における情報を示す２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成する（ステップＳ４０２）。
次に、分光画像作成部３８において、作成した３次元分光データにおける各波長ごとの分光画像（ハイパースペクトル画像）を作成し（ステップＳ４０４）、その後、作成した各波長ごとの分光画像の校正処理を行う（ステップＳ４０６）。
ここで、図５には、校正処理の詳細な処理内容が示されたフローチャートが示されており、この校正処理においては、まず、暗時ノイズ補正処理を行う（ステップＳ５０２）。
即ち、このステップＳ５０２の処理においては、予め作成して記憶部５２にされている暗時ノイズ補正データを用いて暗時ノイズ補正処理を行う。
具体的には、校正処理部４２において、ステップＳ４０４の処理で作成した対象物２００の撮影により取得した各波長ごとの分光画像の各画素における出力値に対し、対応する波長の暗時ノイズ補正データにおける対応する画素の出力値を減算するものである。
次に、こうして暗時ノイズ補正処理された各波長ごとの分光画像に対して、画素間感度偏差補正処理を行う（ステップＳ５０４）。
即ち、このステップＳ５０４の処理においては、校正処理部４２において、暗時ノイズ補正処理された各波長ごとの分光画像の各画素に対して、予め作成して記憶部５２に記憶されている感度補正係数を乗算する。
その後、画素間感度偏差補正処理された各波長ごとの分光画像に対して、輝度校正処理を行う（ステップＳ５０６）。
即ち、このステップＳ５０６の処理においては、校正処理部４２において、画素間感度偏差補正処理された各波長ごとの分光画像の画素出力値に対して、予め作成して記憶部５２に記憶されている輝度校正係数を乗算する。なお、この輝度校正係数を乗算して得られたものは、各波長ごとの分光画像の各画素における分光放射輝度を示すものとなる。
そして、算出部４４において、取得した各波長ごとの分光画像の各画素における分光放射輝度から、各波長ごとの分光画像の各画素における分光輝度を算出し（ステップＳ５０８）、解析処理のステップＳ４０８の処理に進む。
このステップＳ５０８の処理においては、光源補正処理（ステップＳ４０８）を行ものであり、校正処理部４２において、ステップＳ５０２の処理で取得した暗時ノイズ補正処理された各波長ごとの分光画像の各画素における出力値に対し、光源データの対応する波長の分光画像における対応する画素の出力値を除算して、光源補正処理を行って、対象物２００の各波長ごとの分光画像における各画素ごとの分光反射率もしくは分光透過率を取得する。
次に、色解析画像取得部５０において、色空間画像を取得する（ステップＳ４１０）。
即ち、このステップＳ４１０の処理においては、各画素における分光放射輝度と、分光輝度と、分光反射率もしくは分光透過率とが算出された各波長ごとの分光画像に対して、記憶部５２に記憶された各表色系に対応する等色関数を用いて、予め設定された規格の表色系で表される色空間画像を取得する。
その後、取得した色空間画像に対して、予め記憶部５２に記憶された変換関数を用いて色演算処理を施すことにより色解析画像を取得し（ステップＳ４１２）、取得した色解析画像を所定の表示方法による表示に変換する処理を行って、表示部（図示せず。）に出力し（ステップＳ４１４）、測定処理を終了する。なお、表示部（図示せず。）では、このステップＳ４１４の処理により出力された情報に基づく表示がなされる。
ここで、本発明による分光放射輝度計１０を用いて、対象物２００の測定した実験の実験結果について説明する。
生葉（自然の葉）と造葉（造形した葉）とが混在した葉束を対象物として用いて、この葉束をハロゲン光（分光放射輝度計１０と別体に設けられた光源からの光）下に静置した。
そして、ハロゲン光を斜め上方側から照射し、正面４５ｃｍの距離から分光放射輝度計１０により測定を行った。
なお、測定処理においては、校正処理後にスペクトル情報に基づいてカラー解析を行い、対象物２００を含む所定の撮影領域の２次元空間上の色情報を画像表示したものを図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す。
なお、図６（ａ）には、分光放射輝度計１０による撮影した葉束のＲＧＢ画像が示されており、また、図６（ｂ）には、分光放射輝度計１０で作成した所定の波長（バンド）における分光画像が示されており、また、図６（ｃ）には、分光画像の分光反射率を示すグラフが示されており、また、図６（ｄ）には、図６（ｂ）に示す分光画像をＸＹＺ表色系の刺激値へ変換表示（Ｘ値）した画像が示されており、また、図６（ｅ）には、図６（ｂ）に示す分光画像をｘｙ色度座標へ変換表示（ｘ値）した画像が示されている。
図６（ｃ）においては、分光反射率Ｒ（λ）を分光画像の各画素ごとに算出し、作業者が指定した画素（複数画素の平均でもよい）の分光反射率をグラフで表示したものである。
また、図６（ｄ）は、各波長ごとの分光画像における各画素の分光放射輝度を、等色関数を用いて色演算子、ＸＹＺ表色系の刺激値を各画素ごとにもつ色空間画像のうち、Ｘ値のみを強度別にカラーグラデーションで表示した画像である。
さらに、図６（ｅ）は、取得したＸＹＺ色空間画像に対して、変換関数を用いて色演算処理を施し、ｘｙ色度座標値を各画素にもつ色解析画像を取得し、そのうちｘ値を、強度別にカラーグラデーションで表示した画像である。
以上において説明したように、本発明による分光放射輝度計１０は、対物レンズ１２の後段に、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４を設けるようにして、Ｚ軸方向に延長した１次元の空間情報と、Ｙ軸方向に延長した１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する２次元分光データを取得するようにした。
そして、このスリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４をＹ軸方向に移動自在に配設された精密直動ステージ１４に配置するようにし、Ｙ軸方向で測定領域における撮影位置を変更するようにした。
そして、取得した各撮影位置の２次元分光データを統合して２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成し、作成した３次元分光データから各波長ごとの分光画像（ハイパースペクトル画像）を作成するようにした。
これにより、本発明による分光放射輝度計１０においては、対象物を含む所定の測定領域のイメージングを短時間で行うことができるようになる。
また、本発明による分光放射輝度計１０は、取得した分光画像の各画素ごとの分光放射輝度と、分光輝度と、分光反射率あるいは分光透過率とを算出し、この分光画像に対して色空間変換処理を行って所定の表色系で表す色空間画像を取得するようにした。
さらに、取得した色空間画像を、色演算処理して色解析画像を取得し、その後、所定の表示方法による表示に変換する処理を行うようにした。
これにより、本発明による分光放射輝度計１０においては、広い２次元空間における１画素ごとの分光放射輝度を短時間で取得することができるようになる。
さらに、本発明による分光放射輝度計１０においては、既存の種々の表色系による表示を行うことができ、統一的、かつ客観的な色分析表示を行うことができるようになる。
従って、本発明による分光放射輝度計１０によれば、様々な空間的な色分析が求められる場面（例えば、ディスプレイ・パネルの発色検査、光源の検査、工業製品の色管理、人間の視覚情報の基礎データとしての色情報など）における客観的かつ有効な色分析が可能となる。
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に示すように変形するようにしてもよい。
（１）上記した実施の形態においては、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４を、Ｙ軸方向に移動可能な精密直動ステージ１４上に配設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
即ち、直線上を移動制御可能な技術による構成、例えば、流体式（油圧、空圧）、電磁式、超音波式、ピエゾ式などのアクチュエータなどにより、スリット板１６以降の構成を一体的にＹ軸方向に移動するような構成としてもよい。
（２）上記した実施の形態においては、対象物２００の撮影により取得した各波長ごとの分光画像を作成した後に、校正処理を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、校正処理における暗時ノイズ補正処理や光源補正処理については、例えば、作業者による指示のあった後に処理を行うようにしてもよい。
（３）上記した実施の形態においては、分光放射輝度計１０内に設けられた精密直動ステージ１４により、対物レンズ１２より後段の構成をＹ軸方向に移動させることにより、撮影位置をＹ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、分光放射輝度計１０において、対物レンズ１２、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４を固定的に配設し、対象物２００との位置関係をＹ軸方向に移動することにより、撮影位置をＹ軸方向に移動するようにしてもよい。
即ち、分光放射輝度計１０あるいは対象物２００のいずれか一方を固定し、他方をＹ軸方向に移動させることにより、撮影位置をＹ軸方向に移動することとなる。
具体的には、分光放射輝度計１０を移動させる場合には、例えば、分光放射輝度計１０内に精密直動ステージ１４を設けることなく、対物レンズ１２とともに、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４を固定的に配設し、固定された対象物２００に対して、分光放射輝度計１０と別体に設けられた制御部により制御される移動手段により分光放射輝度計１０をＹ軸方向に移動するようにしてもよい（図１１（ａ）を参照する。）。なお、この際には、当該移動手段を制御する制御部と、分光放射輝度計１０の制御部２６とは接続され、移動のタイミングや撮影のタイミングが制御されることとなる。
また、対象物２００を移動させる場合には、分光放射輝度計１０内に精密直動ステージ１４を設けることなく、対物レンズ１２とともに、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４を固定的に配設し、固定された分光放射輝度計１０に対して、制御部により制御される移動手段により対象物２００をＹ軸方向に移動するようにしてもよい（図１１（ｂ）を参照する。）。なお、この際には、当該移動手段を制御する制御部と、分光放射輝度計１０の制御部２６とは接続され、移動のタイミングや撮影のタイミングが制御されることとなる。
（４）上記した実施の形態においては、スリット板１６以降の構成を、Ｙ軸方向に移動可能な精密直動ステージ１４上に配設するようにし、対象物２００を含む所定の撮影領域における撮影位置をＹ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、撮影位置を移動させる機構としては、下記の３つの構成としてもよい。
（Ｉ）対物レンズ１２を精密直動ステージ上に配設する構成
（ＩＩ）ガルバノミラーを用いる構成
（ＩＩＩ）一対の色消しプリズムを用いる構成
以下、上記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）について説明する。
（Ｉ）対物レンズ１２を精密直動ステージ上に配設する構成
図７には、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図が示されている。
この図７に示す分光放射輝度計１００は、対象物２００を含む所定の撮影領域からの光束を入射する対物レンズ１０２と、対物レンズ１０２が配設され、Ｙ軸方向に移動する精密直動ステージ１０４と、対物レンズ１２の像面においてＺ軸方向に延設されたスリット開口部１６ａが位置するように配設されたスリット板１６と、スリット開口部１６ａを通過した光束を平行光とするコリメートレンズ１８と、コリメートレンズ１８からの平行光を、Ｙ軸方向に分散する分散光学素子２０と、分散光学素子２０から出射された光束を結像する結像レンズ２２と、結像レンズ２２の像面上に検出部２４ａが位置するように配設された２次元撮像検出部２４と、精密直動ステージ１４および２次元撮像検出部２４を制御するとともに、２次元撮像検出部２４から出力された情報の処理を行う制御部２６とを有して構成されている。
なお、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４はそれぞれ固定的に配設されることとなる。
また、移動制御部３２は、精密直動ステージ１０４を、対象物２００のＹ軸方向における一方の端部２００ｃから他方の端部２００ｄが含まれる所定の撮影領域内をＹ軸方向に、スリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じた所定の間隔で順次移動させる。
より詳細には、移動制御部３２は、作業者により撮影開始が指示されると、２次元撮像検出器３４の撮影位置が撮影開始位置となるように精密直動ステージ１０４を移動し、精密直動ステージ１０４を移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２は、撮影制御部３０から撮影を行ったとの情報が出力されると、精密直動ステージ１０４を、スリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じた所定の間隔で移動させ、精密直動ステージ１０４を移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
また、移動制御部３２は、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで精密直動ステージ１０４を移動すると、撮影終了位置まで移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２において精密直動ステージ１０４を移動して撮影位置を移動しながら、撮影制御部３０により撮影を行うとともに、２次元撮像検出器２４からの電気信号に基づいて、分光データ作成部３４において１次元の空間情報と１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する２次元分光データを作成することとなる。
（ＩＩ）ガルバノミラーを用いる構成
図８には、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図が示されている。
この図８に示す撮像部１１０は、対象物２００を含む所定の撮影領域からの光束を入射するＦ−θレンズ１１２と、Ｆ−θレンズ１１２の後段に設けられたガルバノミラー１１４と、ガルバノミラー１１４によって反射された光束を結像する結像レンズ１１６と、結像レンズ１１６の像面においてＺ軸方向に延設されたスリット開口部１６ａが位置するように配設されたスリット板１６と、スリット開口部１６ａを通過した光束を平行光とするコリメートレンズ１８と、コリメートレンズ１８からの平行光を、Ｘ軸方向に分散する分散光学素子２０と、分散光学素子２０から出射された光束を結像する結像レンズ２２と、結像レンズ２２の像面上に検出部２４ａが位置するように配設された２次元撮像検出部２４とを有して構成されている。
なお、Ｆ−θレンズ１１４、結像レンズ１１６、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４はそれぞれ固定的に配設されることとなる。
また、ガルバノミラー１１４は、Ｆ−θレンズ１１２により略コリメートされた光を反射面において反射して結像レンズ１１６に入射させるものであり、この反射面は、Ｚ軸周りに回動するように配設されている。
そして、移動制御部３２において、反射面の回動角度や回動方向が制御される。なお、こうした回動角度や回動方向については、撮影処理前に設定する。
なお、以下の説明においては、「ガルバノミラー１１４を回動する」とは、「ガルバノミラー１１４における反射面を回動する」ことを意味するものとする。
即ち、ガルバノミラー１１４は、回動することにより反射面を回転して、Ｆ−θレンズ１１２によりコリメートされた光の反射角度を変更することとなる。
また、移動制御部３２は、対象物２００のＹ軸方向における一方の端部２００ｃから他方の端部２００ｄが含まれる所定の撮影領域内をＹ軸方向に撮影位置が移動するように、ガルバノミラー１１４をＺ軸周りにスリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じた所定の回動角度で順次回動させる。
より詳細には、移動制御部３２は、作業者により撮影開始が指示されると、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影開始位置となるようガルバノミラー１１４を回動し、ガルバノミラー１１４を回動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２は、撮影制御部３０から撮影を行ったとの情報が出力されると、ガルバノミラー１１４を、スリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じた所定の回動角度で回動させ、ガルバノミラー１１４を回動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
また、移動制御部３２は、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまでガルバノミラー１１４を回動すると、撮影終了位置まで移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２においてガルバノミラー１１４の回動を制御して撮影位置を移動しながら、撮影制御部３０により撮影を行うとともに、２次元撮像検出器２４からの電気信号に基づいて、分光データ作成部３４において１次元の空間情報と１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する２次元分光データを作成することとなる。
（ＩＩＩ）一対の色消しプリズムを用いる構成
図９には、本発明による分光放射輝度計の変形例の概略構成説明図が示されている。
この図９に示す分光放射輝度計１２０は、対象物２００からの光束を入射する対物レンズ１２の前段に配設された一対の色消しプリズム１２２と、対物レンズ１２の像面においてＺ軸方向に延設されたスリット開口部１６ａが位置するように配設されたスリット板１６と、スリット開口部１６ａを通過した光束を平行光とするコリメートレンズ１８と、コリメートレンズ１８からの平行光を、Ｙ軸方向に分散する分散光学素子２０と、分散光学素子２０から出射された光束を結像する結像レンズ２２と、結像レンズ２２の像面上に検出部２４ａが位置するように配設された２次元撮像検出部２４とを有して構成されている。
なお、対物レンズ１２、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４は固定的に配設されることとなる。
また、一対の色消しプリズム１２２は、色消しプリズム１２２−１、１２２−２により構成され、色消しプリズム１２２−１、１２２−２は、頂角の方向が一致するとともに、Ｘ軸方向に並んで配設される。なお、以下の説明においては、この図１０（ａ）（ｂ）に示す一対の色消しプリズムの状態を「初期状態」と称することとする。
また、この一対の色消しプリズム１２２は、移動制御部３２の制御により、初期状態から色消しプリズム１２２−１、１２２−２をそれぞれ逆方向に同じ角度で回動される。
なお、一対の色消しプリズム１２２は、色消しプリズム１２２−１、１２２−２が互いに逆方向に回転して、頂角の方向が逆方向となるとともにＺ軸方向と水平な状態（図１０（ｃ）（ｄ）を参照する。）となるとき、平行平面板として機能する。
なお、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）における色消しプリズム１２２−１が矢印Ｉ方向に９０°回転し、色消しプリズム１２２−２が矢印ＩＩ方向に９０°回転した状態を示すものである。
即ち、色消しプリズム１２２−１、１２２−２は、それぞれ一致した中心軸Ｏを中心にして、それぞれ逆方向に回転するようになされており、例えば、色消しプリズム１２２−１が矢印Ｉ方向に回動するとき、色消しプリズム１２２−２は、矢印ＩＩ方向に回動することとなる（図１０（ａ）を参照する。）。なお、このとき、色消しプリズム１２２−１、１２２−２はそれぞれ０°以上１８０°以下の範囲で回転可能となっている。
こうした構成の一対の色消しプリズム１２２により、一対の色消しプリズム１２２の後段に配設された２次元撮像検出器２４へ入射する光束の位置を変更することが可能となり、２次元撮像検出器２４によって撮影される撮影位置がＹ軸方向で移動されることとなる。
また、移動制御部３２は、対象物２００のＹ軸方向における一方の端部２００ｃから他方の端部２００ｄが含まれる所定の撮影領域内をＹ軸方向に撮影位置が移動するように、色消しプリズム１２２−１、１２２−２を、Ｘ軸周りにスリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じてそれぞれ所定の回動角度で順次回動させる。
より詳細には、移動制御部３２は、作業者により撮影開始が指示されると、１次元撮像検出器１２２の撮影位置が撮影開始位置となるように色消しプリズム１２２−１、１２２−２をそれぞれ逆方向に回動し、色消しプリズム１２２−１、１２２−２を回動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２は、撮影制御部３０から撮影を行ったとの情報が出力されると、色消しプリズム１２２−１、１２２−２を、スリット開口部１６ａのＹ軸方向の幅に応じてそれぞれ所定の回動角度で回動させ、色消しプリズム１２２−１、１２２−２を回動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
また、移動制御部３２は、２次元撮像検出器２４の撮影位置が撮影終了位置となるまで色消しプリズム１２２−１、１２２−２を回動すると、撮影終了位置まで移動したとの情報を撮影制御部３０に出力する。
そして、移動制御部３２において色消しプリズム１２２−１、１２２−２を回動して撮影位置を移動しながら、撮影制御部３０により撮影を行うとともに、２次元撮像検出器２４からの電気信号に基づいて、分光データ作成部３４において１次元の空間情報と１次元の波長情報（高波長分解分光情報）とを有する２次元分光データを作成することとなる。
（５）上記した実施の形態においては、対物レンズ１２、スリット板１６、コリメートレンズ１８、分散光学素子２０、結像レンズ２２および２次元撮像検出器２４などのハード構成を交換することにより、波長域、波長分解能、空間画素数を変更するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、撮影ソフトの機能を利用し、外部定義のファイルの読み込み、あるいは、パラメータを作業者が指定することにより、波長域、波長分解能、空間画素数だけでなく、撮影速度、露光時間、ゲインを自由に設定することができるようにしてもよい。
（６）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
本発明は、対象となる物体を含む所定の領域を測定して当該領域の詳細な色情報を取得する分光放射輝度計として用いて好適である。
１０、１００、１１０、１２０ 分光放射輝度計
１２、１０２ 対物レンズ
１４ 精密直動ステージ
１６ スリット板
１８ コリメートレンズ
２０ 分散光学素子
３２、１１６ 結像レンズ
２４ ２次元撮像検出器
２６ 制御部
３０ 撮影制御部
３２ 移動制御部
３４ 分光データ作成部
３６ 画像作成部
３８ 分光画像作成部
４０ 色解析画像作成部
４２ 校正処理部
４４ 算出部
５０ 色解析画像取得部
５２ 記憶部
１１２ Ｆ−θレンズ
１１４ ガルバノミラー
１２２ 一対の色消しプリズム
１２２−１、１２２−２ 色消しプリズム
２００ 対象物

Claims (5)

  1. 撮影により、対物レンズを介して入射した対象物からの光束が、分散光学素子により所定の方向と直交する方向に分散されて入射し、該入射した光束に基づく信号を取得する２次元撮像検出器と、
    前記対物レンズより後段に設けられた構成を一体的に前記所定の方向に移動することにより、前記２次元撮像検出器により撮影される撮影位置を前記所定の方向に移動する移動手段と、
    前記２次元撮像検出器の撮影のタイミングを制御する第１の制御手段と、
    前記移動手段の移動を制御する第２の制御手段と、
    前記信号に基づいて、撮影位置における１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成するとともに、各撮影位置における２次元分光データから２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成する分光データ作成手段と、
    前記３次元分光データから波長ごとの分光画像を作成する第１の画像作成手段と、
    分光放射輝度の値づけられている光源光の撮影結果を基に作成された輝度校正係数に基づき、前記分光画像の各画素における分光放射輝度を取得する取得手段と、
    前記分光画像を色空間変換処理して、所定の表色系による色空間画像を作成するとともに、前記色空間画像を色演算処理して、色解析画像を作成し、当該色解析画像を所定の表示方法による表示に変換する第２の画像作成手段と
    を有し、
    前記輝度校正係数は、前記光源光の波長ごとに値づけられた分光放射輝度値を、当該光源光の撮影結果に基づく波長ごとの分光画像における指定画素の出力値で除算することで作成されることを特徴とする分光放射輝度計。
  2. 請求項１に記載の分光放射輝度計において、
    前記２次元撮像検出器は、前記対物レンズおよび前記分散光学素子を含む光学素子とともに着脱可能な構成であり、前記２次元撮像検出器および前記光学素子を交換することにより、撮影可能な波長域、波長分解能および空間画素数を変更することができる
    ことを特徴とする分光放射輝度計。
  3. 請求項１または２のいずれか１項に記載の分光放射輝度計において、
    前記移動手段は、精密直動ステージである
    ことを特徴とする分光放射輝度計。
  4. 前記取得手段は、前記分光画像の各画素の出力値に対して前記輝度校正係数を乗算することで、当該分光画像の各画素における分光放射輝度を取得する、請求項１に記載の分光放射輝度計。
  5. 撮影により、対物レンズを介して入射した対象物からの光束が、分散光学素子により所定の方向と直交する方向に分散されて入射し、該入射した光束に基づく信号を取得する２次元撮像検出器と、
    前記２次元撮像検出器の撮影のタイミングを制御する制御手段と、
    前記信号に基づいて、撮影位置における１次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する２次元分光データを作成するとともに、各撮影位置における２次元分光データから２次元の空間情報と１次元の波長情報とを有する３次元分光データを作成する分光データ作成手段と、
    前記３次元分光データから波長ごとの分光画像を作成する第１の画像作成手段と、
    分光放射輝度の値づけられている光源光の撮影結果を基に作成された輝度校正係数に基づき、前記分光画像の各画素における分光放射輝度を取得する取得手段と、
    前記分光画像を色空間変換処理して、所定の表色系による色空間画像を作成するとともに、前記色空間画像を色演算処理して、色解析画像を作成し、当該色解析画像を所定の表示方法による表示に変換する第２の画像作成手段と
    を有し、
    前記輝度校正係数は、前記光源光の波長ごとに値づけられた分光放射輝度値を、当該光源光の撮影結果に基づく波長ごとの分光画像における指定画素の出力値で除算することで作成され、
    前記対象物との位置関係を前記所定の方向において変更することにより、撮影位置を前記所定の方向に移動しながら前記対象物の撮影を行う
    ことを特徴とする分光放射輝度計。
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